AlpEnergy
[www.alpine-space.eu]
Piano implementativo
Regione Autonoma Valle d‘Aosta
Ing. Fabio Ghiso
Cos’è AlpEnergy?
“Progetto
di
cooperazione
Territoriale europea”
che riunisce produttori
di energia, agenzie di
sviluppo,
istituti
di
ricerca
e
amministrazioni
locali
di cinque diversi paesi
dell'Alpine Space.
Le Regioni coinvolte
Nel contesto dello Spazio Alpino, AlpEnergy vede coinvolte le
seguenti regioni e enti:
•Francia: Rhônalpénergie-Environnement - Grenoble INP Institut National Polytechnique
•Germania: Allgäuer Überlandwerk GmbH - Allgäu Initiative
GbR - BAUM Consult GmbH
•Italia: Regione Autonoma Valle d'Aosta - Fondazione
Politecnico di Milano - Consorzio BIM Piave di Belluno Provincia di Mantova
•Slovenia: Regionalna razvojna agencija Gorenjske - Elektro
Gorenjska podjetje za distribucijo električne energije
•Svizzera: ALaRI - Advanced Learning and Research Institute
all'Università della Svizzera italiana (USI)
AlpEnergy: Obiettivi
Cresce la generazione diffusa da fonti rinnovabili
Negli ultimi anni la produzione di energia elettrica da fonte
rinnovabile (fotovoltaico, eolico, idroelettrico, biomassa, etc) è
cresciuta esponenzialmente e nel prossimo futuro, sotto la spinta
degli obiettivi europei del 20-20-20, è destinata a crescere
ulteriormente. L’attuale rete di distribuzione, progettata per
consegnare l’energia elettrica dalle grosse centrali di produzione
alle utenze (ovvero dall’alta, verso la media e bassa tensione),
non è predisposta a ricevere, nel senso inverso, un’elevata
produzione diffusa di energia generata dalle fonti rinnovabili.
AlpEnergy: Obiettivi
Produzione e
problematiche.
consumo
di
energia
-
Le
Le fonti rinnovabili hanno, tra le loro caratteristiche, anche quella
di essere discontinue e non programmabili e, spesso, la
generazione di energia non è contemporanea rispetto al
consumo.
La trasmissione a grande distanza delle eccedenze genera delle
forti perdite, la generazione e il consumo devono essere, il più
possibile, simultanei e locali. Inoltre, la generazione diffusa può
indurre sulla rete di distribuzione problemi di sovraccarico, con
guasti e rischi di mini black-out.
AlpEnergy: Obiettivi
Nuove sfide per la rete elettrica.
Per il sistema questi aspetti introducono nuove sfide
nella gestione della rete elettrica che dovrà adeguarsi
alle nuove esigenze di un uso più razionale
dell’energia e alle nuove regole di acquisto e di
vendita delle eccedenze prodotte.
AlpEnergy: Obiettivi
Una possibile risposta: il Virtual Power System
(VPS).
Il progetto Alpenergy si pone come obiettivo lo studio
dei “VPS - Virtual Power System” quali possibile
soluzione tecnologica ed economica a queste sfide.
Un Virtual Power System, utilizzando le moderne tecnologie
ICT (Information Communication Technology), integra,
gestisce e controlla i generatori e i sistemi di accumulo di
energia elettrica diffusi sul territorio e collega il loro
funzionamento alla domanda dei consumatori e del mercato
elettrico.
VPS – Il modello per Saint-Denis
La località prescelta per il progetto
Saint-Denis (AOSTA)
• Piccolo villaggio (370 persone)
• Maggioranza abitazioni monofamiliari
• Scattered Area (agglomerati di case
sparse)
• Possibile produzione locale (difficile
da “esportare”, possibile accumulo locale)
• Difficile accesso alla rete ADSL (GPRS ok)
La strada per il VPS
Campionamento dati:
“Quasi” Real-Time Energy Management Unit
Campionamento real-time dell’intensità di corrente,
sia consumo che produzione, e analisi dei principali
parametri energetici (range di assorbimento, valori di
picco, media, etc...).
Con lo scopo di ottenere informazioni anche sul
“comportamento” dell’utente (un anello di feed-back
adeguato e “un’educazione” possono essere molto
importanti per il VPS).
Energy Storage System
Sistema d’immagazzinamento distribuito:
-funzione di Peak-Shaving (importante per la rete);
-funzione di UPS in caso di blackout.
Gestione e Controllo dell‘energia
Campionamento dati:
Contatore dei consumi DEVAL
Deval S.p.A. rende disponibili per lo studio i dati di
consumo provenienti dai 435 contatori dislocati in
St.Denis.
L’intervallo di campionamento è di 15 minuti.
Energy Management Unit – il GT-621 della NxN
Monitoraggio dei consumi istantanei di 22 abitazioni e
2 edifici pubblici, oltre alla produzione di 2 impianti PV.
Specifiche:
12 dig IN, 4 an IN, 4 dig OUT, RS 232 & RS 485,
comunicazione tramite reti GPS - GPRS,
bassi consumi, isolamento, . . .
Dislocazione dell‘Hardware
Stoccaggio energia &
Abbattimento dei picchi
Il sistema d’accumulo d’energia ha 2 funzioni principali:
In caso di blackout garantire l’approvvigionamento di energia (30min÷60min)
Gestire i “Picchi” in caso di sovraconsumo (riduzione del carico di rete)
Energia gestita dal Sistema d’accumulo;
Energia gestita dalla rete Nazionale;
Energia disponibile per ricaricare l’accumulatore.
Assorbimento d’energia
Limitato/Controllato
Informazione dell‘utenza
Il Sito internet: www.polito.it/alpenergy
L’anello di feedback verso l’utente passa anche attraverso la visualizzazione dei
dati di consumo (o di produzione) con grafici di facile comprensione, l’intervallo
di aggiornamento è di circa 3 minuti.
L’accesso è privato e garantito da username e password.
Passi implementativi
Campionamento dati Deval (da Giugno 2010):
Campionamento dei dati di consumo energetico dai 435 contatori delle abitazioni
di Saint Denis, analisi tramite specifici programmi di calcolo.
Campionamento Real-Time (da Dicembre 2010):
Campionamento real-time dei consumi di 22 utenze domenstiche significative,
selezionate dall’analisi precedente.
Campionamento Real-Time + feedback all’utente (da Febbraio 2011 in poi)
Analisi del comportamento dei cittadini a seconda del Feedback che viene fornito:
• Utente non informato e senza stimoli;
• Utente informato sui propri consumi tramite led, sms e sito internet;
• Utente informato, motivato ad essere parte attiva del VPS e disposto a modificare le proprie
abitudini di consumo a seconda delle richieste del VPS manager.
Campionamento Real-Time + feedback all’utente + Sistema d’accumulo (da
giugno/luglio 2011)
Analisi dei benefici dopo l’introduzione del sistema d’accumulo.
Considerazioni finali_Business model
L’innovazione ha un costo, chi se lo deve sobbarcare?
• L’esigenza di unità di accumulo efficienti e intelligenti è nota e documentata a
livello di letteratura e da ricerca primaria effettuata.
• I vantaggi sono evidenti a livello di sistema, molto difficili da tradurre in un
modello di business efficace a causa della frammentazione del comparto.
• Inoltre data la forte interconnessione degli attori occorre anche trovare
soluzioni contrattuali non banali con costi di transazione che tendono a salire.
• I prezzi unitari attuali (a kW di potenza impegnata) sono fortemente superiori
(2-5 volte se si utilizzano batterie) rispetto alle attese degli operatori
intervistati.
Raccomandazioni
Quali sono allora i passi da intraprendere?
• o focalizzare l’adozione delle soluzioni di accumulo a situazioni particolari
in cui c’è un accorpamento di più ruoli o condizioni di bisogno non
ordinarie.
• o ricondurre l’adozione di queste tecnologie a un sistema di obblighi
normativi da un lato e incentivi economici dall’altro.
• o sfruttare solo in modo molto parziale i benefici, con una spinta ancora
maggiore sull’abbassamento dei prezzi di vendita.
Inoltre è assolutamente necessario disporre di soluzioni meno costose.
Sono ipotizzabili soluzioni in cui si realizzino vantaggi specifici, aggiuntivi a
quelli base per particolari situazioni applicative.
Implementation Steps
Grazie!
Politecnico di Torino – Polo Tecnologico di Verrès
Centro di prototipazione (CSPP)
Laboratorio di Meccatronica (LIM)
Via Luigi Barone 8, 11029 Verrès (AO), Italy
Tel: +39 0125 922.539
Web: http://www.cspp.polito.it/
